Evolution der Vielzelligkeit

Vielzellige Organismen müssen gegenüber Einzellern eine Vielzahl zusätzlicher Herausforderungen meistern: die einzelnen Zellen müssen zusammengehalten werden, die Zellteilung muss aufeinander abgestimmt sein, und die Zellen müssen sich zu verschiedenen Zelltypen differenzieren. Was sind die genetischen Voraussetzung, die dies ermöglichen? Ging die Entwicklung vielzelliger Organismen aus einzelligen Vorfahren mit radikalen Neuerungen einher oder war es ein sanfter Prozess? Diesen Fragen wollen wir am Beispiel zweier Grünalgen nachgehen, der einzelligen Chlamydomonas und der vielzelligen Volvox.

Mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion werden wir DNA dieser beiden Algen vervielfältigen, den Erfolg durch Gelelektrophorese überprüfen und uns mit dem Prinzip der DNA-Sequenzierung vertraut machen. Parallel dazu werden wir die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Chlamydomonas und Volvox im Lichtmikroskop erkunden. Um die zu Grunde liegenden genetischen Unterschiede erfassen zu können, ist ein Blick auf die Gesamtheit der Gene, auf das Genom, nötig. Hierfür verwenden wir eine einfache, aber wichtige Methode der modernen Genomforschung, die computergestützte Suche nach Sequenzähnlichkeiten (Blast Search). Schließlich werden wir, ebenfalls am Computer, molekulare Stammbäume einzelner Proteinfamilien erstellen und ihre Rolle bei der Evolution der Vielzelligkeit nachvollziehen.

Dieser Kurs basiert auf einer in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Arbeit (S.E. Prochnik et al. Science Band 329, Seiten 223-226)

Dauer: 2 Tage

Max. Teilnehmerzahl: 24

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